运动模体中靶区长度与锥形束CT扫描速度的相关性

目的:研究锥形束CT扫描速度与动态模体中靶区长度的相关性。方法 :选用QUASAR(Modus,Germany)呼吸运动模体,模体内含运动插件,插件中心内嵌入一边长3 cm的立方体,用其来模拟运动靶区。设置模体振幅为0.5、1、2 cm,每一振幅分别设20、15、10次/min三种频率,在每振幅下分别行300°、180°、90°/min运动速度的CBCT扫描。计算CBCT图像靶区长度及靶区长度覆盖率与理论结果比较。结果:振幅为5 mm时,300、180、90°/min扫描时所得不同频率下靶区长度分别为(30.17,30.33,30.5)mm;(31.17,31.83,32)mm;(32.5,33.67,33.67)mm;振幅为10 mm时,300°、180°、90°/min扫描时所得靶区长度分别为(32.67,33.67,35.67)mm;(36,37.5,37.65)mm;(40.17,40.5,41.17)mm;振幅为15 mm时,300°、180°、90°/min扫描时所得靶区长度分别为(39.33,41,41.83)mm;(43,46,46.5)mm;(47.83,48.83,49.17)mm。结论 :CBCT扫描速度、模体振幅以及模体运动频率对靶区长度均有影响。扫描速度越慢,图像所得靶区长度越接近靶区长度真实值,但是各种速度下均小于理论靶区长度。振幅越小时所得靶区长度越接近于靶区理论值,靶区覆盖率越高。临床实践中使用CBCT对动态肿瘤监控时应使用患者平静呼吸的慢速扫描。     

医疗设备质控温度测量仪的研制

目的：实现医疗设备质控温度快速、准确地测量。方法：通过C51单片机技术实现DS18B20温度传感信息采集,并控制LED数码管进行显示。结果：实现医疗设备工作环境温度实时准确测量,为医疗设备质控温度测量提供保障。     

鼻咽癌调强放疗剂量验证的探讨

目的 探讨逆向调强适形放疗(IMRT)的剂量学验证方法,保证接受治疗患者剂量的准确性.方法 随机抽取30例鼻咽癌患者,进行CT定位扫描,然后把图像传输至核通PLATO三维逆向治疗计划系统,并设计出均分野(七野)治疗计划.利用固体水模板在治疗计划系统中建立三维等效模体,将待验证的IMRT计划套于模体内,分别计算出每野在模体中的剂量分布,选取模体中感兴趣平面上的每野剂量分布,传输至MAPCHECK验证软件系统,在加速器下进行二维剂量模拟照射并与计划系统计算的结果相比较,验证相对剂量和绝对剂量.结果 采用DTA方法,剂量位置限定在3%/3mm标准条件下,所有射野中相对量的通过率在85%～100%之间,绝对量的平均通过率在80.7%～100%之间.结论 剂量学验证是IMRT临床实施的可靠保证,使用MAPCHECK分析软件进行剂量验证具有适时、方便、快捷的特点,免去了胶片验证法中冲洗、扫描胶片的过程,也减少了大部分的系统误差.因此,MAPCHECK分析软件如今已成为我院剂量验证的常规工具.     

食管癌三维适形放射治疗剂量学与放射性肺炎发生相互关系的研究

目的:通过食管癌常规放射治疗与三维适形放射治疗的技术对比研究,比较应用不同外照射技术时肿瘤靶区适形指数的差异,以及肺等正常组织受照射容积剂量与放射性肺炎并发症发生概率(NTCP)的关系.方法:应用三维治疗计划系统,对28例胸中段EPC分别设计三种照射技术(A:常规3野;B:适形3野;C:适形5野).比较在同一处方剂量(66 Gy)时肿瘤靶区的适形指数,全肺受照射剂量与肺的NTCP的差异.结果:A、B、C三种照射技术比较:1)靶区的适形指数从0.55±0.09提高至0.76±0.04 和 0.78±0.06.2)肺平均剂量从(16.54±2.35) Gy降低至(13.26±1.93) Gy和(3.38±1.61) Gy;肺的V20从(32.95±6.43)%降低至(23.01±6.25)%和(24.8±4.47)%;肺的V30从(17.25±4.96)% 降低至(12.18±3.66)%和(6.75±2.93)%.3)肺的 NTCP从(6.9±6.86)%降低至(1.14±1.11)%和(1±1.02)%.A、B和C三种照射技术比较差异均有统计学意义,P=0.000.结论:三维适形放射治疗技术的靶区剂量分布较理想,显著降低正常肺的照射体积和剂量,减少放射性肺炎NTCP.     

鼻咽癌调强适形放疗复发病例分析

目的：分析探讨鼻咽癌调强适形放疗（IMRT）后复发的原因。方法：初治鼻咽癌患者211例中,Ⅰ期3例,Ⅱ期44例,Ⅲ期96例,ⅣA期68例;Ⅰ、Ⅱ期行单纯根治性放疗,Ⅲ、ⅣA期化放综合治疗。鼻咽和上颈部采用IMRT技术,将鼻咽的靶体积划分为鼻咽大体肿瘤体积（GTV-T）、临床靶体积1（CTV1）和临床靶体积2（CTV2）;颈部的靶体积划分为颈部大体肿瘤体积（GTV-N）和上颈部淋巴引流区靶体积（CTV-N）。GTV-T、GTV-N、CTV1和CTV2、CTV-N的处方剂量分别为66-68Gy、60-68Gy、60-62Gy和54-56Gy,共（30-31）次/（6-6.2）周。下颈及锁骨上区常规切线照射。结果：211例患者中鼻咽复发2例,上颈部复发1例,鼻咽和颈部同时复发1例,近期复发率1.9%;鼻咽复发部位均在GTV-T内,1例上颈部复发于GTV-N内,1例上颈部复发因GTV-N脱靶于CTV-N内;2例分别于首程放疗后19和20个月死亡,2例健在。结论：IMRT对鼻咽癌能获得理想的局部控制,但仍存在复发问题。对鼻咽肿瘤的最佳照射剂量存在个体差异,照射剂量不足、乏氧细胞多、治疗中断以及对靶区认识不足等可能是导致复发的主要原因。     

应用千伏级锥形束CT研究鼻咽癌调强放疗中不同配准区域的摆位误差

目的 通过比较不同配准区域的摆位误差,探讨这3个配准区域在鼻咽癌放疗摆位验证中的应用价值.方法 对鼻咽癌调强放疗(IMRT)患者220例首次治疗扫描的锥形束CT (CBCT)图像做离线配准,分别设置靶区配准区、头部配准区、颈部配准区3个配准区域行自动骨配准,获得3组左右、头脚、前后方向的线性误差和绕此3个方向形成的旋转误差,分别以X、Y、Z、θx、θv、θz表示.对3组数据行随机区组方差分析,并以靶区配准区为参照组行Dunnett-t检验.结果 靶区配准区在X、Y、Z、θx、θY、θz 6个方向上的摆位误差分别为(0.93±0.72) mm、(1.23-0.92) mm、(1.24±0.94) mm、(1.17±0.82)°、(1.57±1.17)°、(0.98±0.75)°;头部配准区为(1.07±0.96) mm、(1.25±0.93) mm、(1.51±1.18)mm、(1.21±0.92)°、(1.72±1.34)°、(1.09±0.85)°;颈部配准区为(1.60±1.56) mm、(1.71±2.09)mm、(2.01±1.60)mm、(1.23±1.15)°、(1.32±1.15)°、(0.97±0.92)°.3组在上述方向上的比较P=0.000、0.000、0.000、0.708、0.000、0.094.头部配准区在Z方向上的摆位误差大于靶区配准区(P=0.048);颈部配准区在X、Y、Z方向上的摆位误差大于靶区配准区(P=0.000、0.001、0.000).结论 鼻咽癌调强放疗进行图像引导时,以整个靶区为配准区域得出的摆位误差并不能完全反映出头部和颈部区域各自的摆位误差情况.     

基于深度学习的宫颈癌放疗靶区及危及器官自动勾画研究

目的:构建基于深度学习（deep learning，DL）的卷积神经网络模型，实现宫颈癌患者放射治疗计划的临床靶区体积（clinical target volume，CTV）和危及器官（organ at risks，OARs）自动勾画。方法:回顾性分析在福建省肿瘤医院行放射治疗的宫颈癌患者99例。对患者CT图像进行预处理，作为模型输入。设计一种基于DL的自动勾画模型，使用组合损失函数训练该模型。以医师手动勾画为度量标准，计算DL自动勾画模型下CTV靶区和膀胱、直肠、乙状结肠、左右骨髓、左右股骨头的准确率，并与基于图谱的自动勾画方法（atlas-based auto segmentation，ABAS）相比较。结果:DL模型在CTV靶区和7种危及器官（膀胱、直肠、乙状结肠、左右骨髓、左右股骨头）的戴斯系数分别为（0.85±0.02、0.94±0.04、0.87±0.03、0.67±0.14、0.85±0.03、0.87±0.03、0.87±0.06和0.87±0.06），95%豪斯多夫距离(mm)分别为（3.22±0.56、1.37±0.37、1.41±0.34、27.39±35.63、1.40±0.17、1.36±0.22、6.78±7.89和6.45±7.44），平均表面距离(mm)分别为（0.25±0.05、0.12±0.06、0.19±0.05、2.29±2.71、0.16±0.04、0.15±0.03、0.36±0.33和0.38±0.37）。DL勾画模型的戴斯系数均高于ABAS勾画模型。除乙状结肠外，DL勾画模型的95%豪斯多夫距离和平均表面距离均小于ABAS勾画模型。结论:提出的DL模型能较好地实现宫颈癌放疗临床靶区和危及器官的自动勾画，可为临床医师勾画提供初步参考，节省临床靶区和危及器官勾画的时间。     

宫颈癌图像引导下调强放疗中危及器官变化对靶区的影响

目的 探讨晚期宫颈癌患者调强放疗中危及器官体积及位置变化对靶区的影响。方法 选取行图像引导下调强放疗宫颈癌患者16例，分别于放疗剂量达9 Gy/5f、18 Gy/10f、27 Gy/15f、36 Gy/20f及48.6 Gy/27f时用锥束CT（CBCT）扫描，采集CBCT图像，与原始治疗计划CT图像配准，分别在CT和CBCT图像中勾画大体肿瘤靶区及危及器官，比较危及器官体积、体积变化率及DICE相似度指数（dice's similarity coefficient，DSC） 。结果 放疗0~27分次膀胱、直肠、乙状结肠与小肠体积范围分别为88.48~195.49 cm³、40.41~42.93 cm³、792.85~907.86 cm³、38.49~49.05 cm³。膀胱0~27 分次体积变化差异有统计学意义（P=0.002），其余器官体积变化差异无统计学意义（P>0.05）。膀胱、直肠、乙状结肠及小肠0~27分次体积变化率和DSC差异均无统计学意义（P＞0.05）。膀胱、直肠体积变化率与宫颈靶区、宫体的DSC均呈负相关（P<0.05）。结论 宫颈癌调强放疗中膀胱、直肠等体积与位置变化较大，其变化可能影响宫颈靶区、子宫体的空间位置。     

基于循环生成对抗网络的鼻咽癌CBCT图像修正

目的:利用循环生成对抗网络模型（CycleGAN）进行锥形束CT （CBCT）图像迁移,生成伪CT（sCT）图像,从而实现CBCT图像的HU值矫正。方法:回顾性分析在福建省肿瘤医院行放射治疗的鼻咽癌患者39例,所有患者均接受临床CT与CBCT扫描。以CBCT图像为基准,采用刚性配准算法对临床CT和CBCT进行配准,获得重采样计划CT（pCT）。经阈值分割及形态学处理获取配对影像的外轮廓内部区域作为掩膜,对配对影像进行掩膜操作及归一化预处理。建立CycleGAN神经网络,训练sCT生成模型。基于体素点计算平均绝对误差（MAE）和平均误差（ME）,用于比较测试集sCT与pCT之间的差异。结果:测试集的sCT图像与pCT图像相比较,在体外轮廓内的MAE和ME分别为（99.00±15.37） HU和（-24.00±12.64） HU;软组织区域的MAE和ME分别为（48.00±7.45） HU和（-7.00±8.96） HU。结论:CycleGAN能修正CBCT图像的HU值,迁移生成的sCT图像具有与pCT图像近似的HU值及平滑性,可用于放射治疗剂量计算。     

调强验证中MapCheck对加速器机架与准直器角度敏感性研究

目的研究MapCheck静态调强放射治疗中加速器机架与准直器角度的改变对不同阈值下验证通过率的影响,并分析其对角度变化的敏感性。方法选择2018年12月于福建省肿瘤医院行静态调强放射治疗的10例恶性肿瘤患者,其中男性7例,女性3例;年龄30~74岁,中位年龄52岁。使用MapCheck2作为验证工具。设定机架角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°和准直器角度为0°、2°、3°、4°、5°、10°时,进行调强计划验证,分别记录在1%/1 mm和10%、2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%阈值下等剂量距离偏差(DTA)和γ通过率,并使用配对t检验分析数据。结果机架角度组:在1%/1 mm标准下,角度变化为0°~10°,验证通过率出现上下波动,波动范围为80.68%±4.42%;角度变化为10°~30°,角度平均每增加5°,平均验证通过率降幅为11.24%±1.30%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,当角度变化为0°~15°,验证通过率降幅分别为1.98%±0.31%、1.23%±0.39%;当角度变化为15°~30°,角度平均每增加5°,验证通过率降幅分别为12.66%±0.27%、9.25%±0.33%。准直器角度组:在1%/1 mm标准下,准直器角度变化为0°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅为4.83%±0.47%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,角度变化为0°~2°,验证通过率降幅分别为2.85%±0.29%、0.60%±0.19%;当角度变化为2°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅分别为4.21%±0.17%、2.86%±0.13%。结论当阈值设置为2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%时,MapCheck弱化了可能存在的机架与准直器角度误差和计划自身的缺陷对通过率所造成的影响,因此建议在调强验证中将阈值设置为1%/1 mm和10%并确保机架尤其是准直器到位精度,以保证调强验证的精确性。